3.2基因工程的基本操作（第二课时）导学案-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

学科 生物 年级 高二 时间 课题 3.2 基因工程的基本操作程序 课型 新授课 课时 第2课时 主备教师 学习目标 1.运用文字与图示的方式，说明将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 2.基于DNA片段的扩增及电泳鉴定，尝试进行PCR的基本操作并用电泳鉴定PCR的产物。 第二步：基因表达载体的构建（基因工程的 ） 1.目的 使目的基因在受体细胞中 ，且 给下一代； 使目的基因能够在受体细胞中 。 2.组成 思考与讨论1：构建基因表达载体时目的基因插入的位置应该在哪里？为什么？ 复习：区分启动子和终止子与起始密码子和终止密码子 3.构建过程 ①用一定的 切割载体，使其出现一个切口。 ②用 或能产生 的限制酶切割含有目的基因的DNA片段。 ③将切下的Bt基因片段拼接到载体的切口处，再加入适量 ，形成了一个重组DNA分子。 思考与讨论2：请结合下图，回答问题： （1）构建基因表达载体时，能否用SmaⅠ限制酶切割质粒？为什么？ （2）与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒，哪种选择更具优势？为什么？ 核心归纳--限制酶的选择 (1)不破坏目的基因原则：如图甲中可选择PstⅠ，而不选择SmaⅠ。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：质粒作为载体必须具备标记基因，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中不选择SmaⅠ。若载体上有两个及以上的标记基因，则可合理对其中一些标记基因进行酶切破坏，从而达到比1个标记基因更高的筛选成功率，防止只有1个标记基因时出现的“假阳性”(即未成功导入目的基因的载体也能正常表达标记基因，造成无效筛选)。 (3)善用“双酶切”，注意方向性：目的基因所在序列和载体上存在多种酶切位点时，一般需要选择在目的基因所在序列和载体上都存在切割位点的两种不同的限制酶，对目的基因所在序列和载体进行剪切，即“双酶切法”。其优点和作用是：①防止目的基因环化；②避免目的基因与载体反向连接，即DNA连接酶连接后形成的重组DNA分子上，目的基因和载体启动子的方向(或描述为“RNA聚合酶的移动方向”)必须是相同的。否则目的基因导入后无法正常转录、表达。如图甲、乙也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。 (4)巧用“同尾酶”：同尾酶指来源不同，但能产生相同黏性末端的限制酶。当不适合选择某种限制酶时，可用其同尾酶替换，以获得相同的黏性末端。 练一练： 1．下列与基因表达载体有关的说法错误的是( ) A．一个表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等 B．基因表达载体的构建是基因工程核心工作 C．有了启动子才能驱动基因转录出mRNA，终止子的作用是使转录在所需要的地方停止 D．启动子就是起始密码子，终止子就是终止密码子 2．在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是( ) ①一个表达载体的组成只包括目的基因、启动子、终止子　②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA　③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止　④所有基因表达载体的构建是完全相同的　⑤构建过程应该在体外进行　⑥选择同种限制酶和DNA连接酶构建可以提高定向连接效率 A．②③⑤ B．①④⑥ C．①②⑤ D．③④⑥ 3．如图为某质粒限制酶酶切图谱。某基因不含图中限制酶识别序列，为使PCR扩增的该基因与该质粒构建重组质粒，则扩增的该基因两端需分别引入哪两种限制酶的识别序列( ) 注：图中限制酶的识别序列及切割形成的黏性末端均不相同。 A．NdeⅠ和BamHⅠ B．NdeⅠ和XbaⅠ C．XbaⅠ和BamHⅠ D．EcoRⅠ和KpnⅠ 第三步：将目的基因导入受体细胞 （一）将目的基因导入植物细胞 1.花粉管通道法 （1）操作方式： ①用 将含目的基因的DNA溶液直接注入 中。 ②在植物 后的一定时间内，剪去 ，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助 进入 。 （2）受体细胞为： 。 2.农杆菌转化法 “转化”概念：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持 的过程，实质是基因重组。 （1）农杆菌特点 a.能在自然条件下侵染 和 ，而对大多数单子叶植物没有侵染能力； b.农杆菌细胞内含有 ，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的 （可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的 上。 （2）过程 ①将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养，然后筛选转化细胞，并再生成植株。 导入 ②将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养植株并获得种子，再进行筛选、鉴定等。导入 （二）将目的基因导入动物细胞 1.操作方法： 2.过程： （三）将目的基因导入微生物细胞 1.操作方法 ： 常用 作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛，一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于 ，然后再将重组的基因表达载体导入其中。 核心归纳--受体细胞的选择 ( （1)对于植物来说，受体细胞可以是受精卵或体细胞，因为植物细胞具有全能性。 (2)对于动物来说，受体细胞一般是受精卵，因为受精卵的全能性高，而高度分化的动物体细胞的全能性受到抑制。 (3)大肠杆菌和酵母菌在基因工程中都可以作为受体细胞，但又有所不同。大肠杆菌为原核细胞，而酵母菌为真核细胞(具有多种细胞器)，所以在生产需要加工和分泌的蛋白质时，酵母菌比大肠杆菌有优势。 练一练： 1．受体细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不相同，下列受体细胞与导入方法匹配错误的一项是( ) A．羊受精卵——显微注射法 B．棉花细胞——花粉管通道法 C．大肠杆菌——农杆菌转化法 D．番茄细胞——农杆菌转化法 2．用农杆菌转化法培育转基因植物，下列叙述错误的是( ) A．目的基因插入 Ti 质粒的位点是某种限制性内切核酸酶的识别位点 B．若目的基因的序列未知，可以通过构建基因文库的方法从中获取 C．采用抗原—抗体杂交技术可检测目的基因在受体细胞中是否表达 D．植物受体细胞必须是受精卵细胞，因其全能性最高 3.2基因工程的基本操作程序--第2课时1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $